Pubblicazioni

Autori:

Speri, Manuel

Titolo:

Insights on microbial and biochemical aspects of retting for bast fiber plant processing in a bioreactor

Anno:

2011

Tipologia prodotto:

Doctoral Thesis

Tipologia ANVUR:

Altro

Lingua:

Inglese

Parole chiave:

natural fiber; pectinolytic enzymes; kenaf; bioreactor; ribbon retting; pectate lyase

Abstract (italiano):

La transizione ad un’economia bio-sostenibile ha previsto politicamente la coltivazione di biomassa per la produzione di energia e per quanto riguarda l’industria chimica l’impiego di materie prime rinnovabili in seguito al protocollo di Kyoto per far fronte ai cambiamenti climatici globali (UN FCCC, 1997). Fortunatamente, anche a livello industriale è stato riconosciuta l’importanza del concetto di “eco-efficienza” indispensabile per uno sviluppo sostenibile. Le fibre naturali di origine vegetale rappresentano la maggiore fonte di materia prima rinnovabile e potrebbero giocare un ruolo importante in questa transizione. La valenza economica del mercato di piante da fibra subì un calo dopo la Seconda Guerra Mondiale in seguito all’introduzione delle fibre sintetiche. Attualmente, la loro valenza ecologica ha implementato la ricerca e lo sviluppo di compositi contenti fibre rinforzate impiegate nell’industria dell’automobile, nella bio-edilizia e nella produzione di tessuti biodegradabili. Tuttavia, l’aumento della domanda di fibre naturali non ha ancora trovato un’offerta adeguata in grado di soddisfarla. Nell’ultimo decennio si è registrato un aumento della coltivazione delle piante da fibra come canapa, lino, kenaf e lino non supportate da uno sviluppo di un processo di estrazione delle fibre che ad oggi si basa ancora su sistemi tradizionali di macerazione. Il processo di separazione ed estrazione delle fibre dagli altri tessuti non fibrosi e dal midollo legnoso presenti nello stelo attraverso il distacco, la dissoluzione e la decomposizione delle pectine, gomme e le altre sostanze mucillaginose è chiamato retting. L’obbiettivo proncipale di questo studio, in collaborazione con K.E.F.I. S.p.a., è stato lo sviluppo del processo di estrazione delle fibre vegetali a livello industriale in bioreattore mediante ribbon retting del kenaf. Il lavoro sperimentale può essere diviso in tre parti: la prima parte ha riguardato l’ottimizzazione del processo di ribbon retting nel bioreattore analizzando diverse tipologie di materie prime (i ribbons di kenaf) e differenti varietà di kenaf (Everglade e Tainung); la seconda parte si è occupata di decifrare e caratterizzare la microflora che naturalmente si è sviluppata ed è stata coinvolta nella macerazione delle piante; la terza parte è servita ad identificare un possibile inoculo starter capace di implementare e standardizzare il processo di retting in bioreattore. Il processo di ribbon retting è un metodo particolare di macerzione basato sul pretrattamento meccanico degli steli che permette di ridurre: la quantità necessaria di acqua, il tempo di macerazione e l’inquinamento ambientale di circa un quarto in confronto agli altri metodi di macerazione che trattano lo stelo intero. In particolare, nella prima fase dello studio, le condizioni ottimali testate hanno permesso di garantire una miglior qualità di fibre di kenaf sia in termini di resistenza, finezza, colore e soprattutto hanno prodotto fibre libere da residui del midollo legnoso. L’ottimizzazione dei parametri di macerazione in bioreattore è stata condotta analizzando diversi carichi del bioreattore e testando differenti varietà di kenaf. La particolare impostazione del bioreattore, dotato di sistema di insufflazione di aria forzata ed di ricircolo del liquor di macerazione ha permesso di ottenere una macerazione spinta che ha prodotto in soli 5-7 giorni fibre di ottima qualità e perfettamente macerate. In particolare, la macerazione in bioreattore ha permesso di monitorare e controllare i principali parametri del processo (pH, RedOx, ossigeno disciolto e temperatura). Particolarmente utile si è dimostrata la regolazione dell’insufflazione dell’aria che ha permesso di mantenere il pH del liquor a livelli vicini alla neutralità evitando l’eccessiva acidificazione ed il rischio di over-retting con conseguente danneggiamento delle fibre

Id prodotto:

60338

Handle IRIS:

11562/351385

depositato il:

20 aprile 2011

ultima modifica:

1 novembre 2022

Citazione bibliografica:

Speri, Manuel, Insights on microbial and biochemical aspects of retting for bast fiber plant processing in a bioreactor

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